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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-09
    描述 +?w 7Nm`  
    d(3F:dbk  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 w4Qqo(  
    pEuZsQ  
    建立系统 ms{:=L2$$  
    L'BDS*  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 yM}}mypS  
    GbFLu`Iu  
    W2D^%;mw  
    +iz5%Qe<f  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 9c1g,:8\  
             0&mo1 k_U  
         # =V%S 2~  
                   s:'M[xI  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 vIF=kKl9,  
    HJhPd#xCW  
    /;-KWu+5=  
    Y9Q-<~\z  
    nfJ|&'T  
    ZM K"3c9  
    ([R}s/)$  
    *;"N kCf  
    ZF"f.aV8)  
        
    bW(+Aw=O  
    分析 |R8=yO%(  
    D9zw' R Y  
    这个系统的点扩散函数: +c.A|!-  
      •    Log (Normal PSF) XKp.]c wP  
    •    λ = 0.55 mm %C\Q{_AS  
    •    0.32 waves 3rd order spherical '%_1eaH  
    •    EPD = 10 mm $#2ik~]>  
    •    f/# = 9.68 ?VrZM  
    点扩散函数如下图: bj\v0NKN4  
    I+Qv$#S/  
    blNE$X+0|  
           kT@RA}  
    :@jhe8'w  
    系统的点扩散函数是: )SQ*"X4"  
    •     Log (Normal PSF) d"<Q}Ay  
    •     λ = 0.55 mm ,Dfq%~:grT  
    •     1 wave 3rd order spherical `au(' xi<  
    •     EPD = 13.31 mm X&o!xV -+  
    •     f/# = 7.27 {Z 3t0F  
    点扩散函数如下图: )A:2y +  
    W{O:j  
    jIv%?8+%  
    3v)v92;  
    演算 u 'DM?mV:-  
    %VOn;_Q*B  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: _ I8L#4\(=  
               o90SXa&l/  
    Zx,R6@l  
    G;_QE<V~_  
    在这个等式中变量定义如下: "~Twx]Z  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) !`q*{Ojx  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) gvvl3`S{  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Xoyk 'T] -  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); |Ak>kQJ(1z  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) O( G|fs  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) |={><0  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) #c@Dn.W  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 CnruaN@  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 JYL/p9K[I  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) Ni*f1[sI<  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 0-pLCf  
    •     F == focal length(焦距 )k01K,%#)  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Bzn{~&i?W:  
    x^Tjs<#  
    比较 WLW'.  
    fN~kd m.  
    在下图中: ot]eaad  
    透镜EPD=10mm [H;HrwM s)  
    截止频率=184lp/mm sY+U$BYB>  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 4)BZ%1+  
         -Bbg'=QZa  
    *6^|i}  
    在下面的图表中: 9+"D8J7  
    透镜EPD=13.31 mm x?Z)q4  
    截止频率=250 lp/mm zIt-mU  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm F,Y,0f@4U9  
         A!Zjcp|  
    Epj  
    h=SQ]nV{  
    杂散光对评价函数的影响
    fx %Y(W#5  
    NLFs)6\  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 35z]pn%L  
    Cj%SW <v|  
    s<gZB:~  
    pg~vteq5  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: \]GO*]CaV  
    Jfa=#`    
    ;Q&38qI  
     
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